城市高層建筑地基工程的施工技術(shù)及其處理分析

李金波 大元建業(yè)集團(tuán)股份有限公司

一、城市高層建筑地基工程建設(shè)存在的主要問題

1.壓縮不均勻沉降的問題。房建不可避免的問題是沉降問題，這一直是專家學(xué)者研究的課題之一。當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下產(chǎn)生過大變形時(shí)，會(huì)影響建筑物的正常使用，特別是超過規(guī)范所容許的不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)可能會(huì)開裂。

2.強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題。地基的強(qiáng)度問題直接決定了房建的質(zhì)量好壞，當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時(shí)，地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。

3.由于動(dòng)荷載引起的地基問題。當(dāng)遇到不可避免的因素，例如地震或爆破等時(shí)，這種動(dòng)載荷動(dòng)力會(huì)引起地基土、特別是飽和無黏性土的液化、失穩(wěn)和震陷等。

二、城市高層建筑地基工程主要的施工技術(shù)分析

1.樁基施工技術(shù)分析。樁基在城市高層建筑地基工程中適用于濕陷性黃土層厚度不小于10m，且當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載大并集中的建、構(gòu)筑物；對(duì)整體傾斜有嚴(yán)格限制的高聳結(jié)構(gòu)；對(duì)不均勻沉降有嚴(yán)格限制的甲類建筑、塔型設(shè)備基礎(chǔ)等主要承受水平荷載和上拔力的建筑或基礎(chǔ)等，均應(yīng)從完全消除濕陷性考慮，可選用樁基。濕陷性黃土場地采用樁基礎(chǔ)，樁端必須穿透濕陷性黃土層，并應(yīng)滿足以下要求：在非自重濕陷性黃土場地，樁端應(yīng)支承在壓縮性較低的非濕陷性黃土層中；在自重濕陷性黃土場地，樁端應(yīng)支承在可靠的巖（或土）層中；選用樁的類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要、場地濕陷類型、濕陷性黃土層厚度、樁端持力層的土質(zhì)情況、施工條件和場地周圍環(huán)境等因素確定。單樁豎向承載力特征值的確定，除應(yīng)滿足規(guī)范的要求外，還應(yīng)在現(xiàn)場通過單樁豎向承載力靜載荷浸水試驗(yàn)測定的結(jié)果確定。

2.換填地基施工技術(shù)分析。一般土體質(zhì)地較軟、不能承擔(dān)建筑實(shí)體結(jié)構(gòu)的施工地基可以采用換填地基施工技術(shù)進(jìn)行處理。該施工技術(shù)主要是對(duì)地基工程中挖除一些軟弱土體，但是在作業(yè)面上回填強(qiáng)度很大、壓縮性很好、不含有腐蝕性成分的礦渣、粗砂、卵石、灰土等材料，最后進(jìn)行夯實(shí)處理，從而替換不良地基土體，構(gòu)成穩(wěn)固、滿足施工標(biāo)準(zhǔn)的持力層，確保建筑工程實(shí)體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全、施工安全。

3.預(yù)壓地基施工技術(shù)分析。城市高層建筑地基工程中軟地基的處理主要采用這種施工方法，預(yù)壓地基施工技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)包含在建筑物施工以前，在建設(shè)場地上面加負(fù)載，清除水分后會(huì)使土體中的空隙減少，進(jìn)而增加土體的密度，保證了地基對(duì)建筑物的承載能力。這種施工技術(shù)能劃分為真空預(yù)壓法與堆載預(yù)壓法兩種。如果施工地軟土層的厚度不大于4 米，通常應(yīng)該采取塑料排水帶進(jìn)行處理，而進(jìn)行堆載預(yù)壓法的處理深度可達(dá)到10 米左右，在真空預(yù)壓處理方法的施工過程中，應(yīng)該在地基內(nèi)部加排水豎井，這種地基處理方法的地基處理深度可滿足15米，并且可以有效避免地基產(chǎn)生沉降，同時(shí)可以保證地基的穩(wěn)固性。

4.擠密法施工技術(shù)分析。城市高層建筑地基工程中擠密法的適用范圍是地下水位以上，Sr ≤65%的濕陷性黃土，可處理的濕陷性黃土層厚度為5m～15m。應(yīng)用該方法時(shí)，對(duì)甲類、乙類建筑或在缺乏建筑經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，應(yīng)于地基處理施工前，在現(xiàn)場選擇有代表性的地段進(jìn)行試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工，試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)取得必要的參數(shù)再進(jìn)行地基處理施工。當(dāng)擠密處理深度不超過12m 時(shí)，不宜預(yù)鉆孔；當(dāng)擠密處理深度超過12m 時(shí)，可預(yù)鉆孔，擠密填料孔直徑（D）宜為0.50m～0.60m，孔位宜按正三角形布置?？椎自谔盍锨氨仨毢粚?shí)，孔內(nèi)填料宜用素土或灰土，必要時(shí)可用強(qiáng)度高的填料如水泥土等。填料時(shí)，宜分層回填夯實(shí)，壓縮系數(shù)不宜小于0.97。成孔擠密，應(yīng)間隔分批進(jìn)行，成孔后應(yīng)及時(shí)夯填，在基底下宜設(shè)0.50m 厚的灰土墊層。

5.振沖法施工技術(shù)分析。振沖法主要是在高壓水與振動(dòng)的共同作用下，以機(jī)械鉆孔或者水力沖孔的方式來振密而形成的。因?yàn)閿D密砂樁的強(qiáng)度要低于樁強(qiáng)度，所以振沖法是一種技術(shù)效果很好，不僅經(jīng)濟(jì)而且很快速的加固方法。針對(duì)那些經(jīng)過振沖法進(jìn)行加固的地基，能夠?qū)⑵洚?dāng)作復(fù)合地基。在平面布樁時(shí)振沖碎石樁大概會(huì)表現(xiàn)出三角形或者方形，然而為了防止產(chǎn)生不均勻沉降，需要注重樁的受力均勻性、樁的對(duì)稱性、荷載的對(duì)應(yīng)關(guān)系等問題?？刂茦堕L要以地基最大剪切破壞深度與壓縮層的深度來進(jìn)行，壓縮層深度需要比最大剪切破壞深度深；樁距則能夠根據(jù)樁徑與樁數(shù)來確定；根據(jù)容許應(yīng)力大小來確定樁的直徑。振沖樁的填料中需要添加部分中粗砂，大小要搭配，粒徑要不大于5cm，這樣做的目的主要是防止喪失排水滲水作用，起反濾作用。

三、城市高層建筑地基工程施工處理的分析

1.CFG 樁地基施工技術(shù)和碎石樁地基施工技術(shù)相結(jié)合。CFG 樁地基施工技術(shù)和碎石樁地基施工技術(shù)相結(jié)合的原因主要是單一的碎石樁的承載能力不夠，所以采用CFG 樁替代碎石樁為建筑物地基提供所需的承載能力，從而達(dá)到提升樁基承載能力的目的。

2.碎石樁地基施工技術(shù)和強(qiáng)夯地基施工技術(shù)相結(jié)合。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)強(qiáng)夯地基施工技術(shù)通常會(huì)與碎石樁地基施工技術(shù)相結(jié)合，這類技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)是在填土層對(duì)碎石的樁體進(jìn)行處理（為了使地基堅(jiān)固同時(shí)和適宜的夯實(shí)點(diǎn)相連接），然后把碎石樁用沖擊力擊破（致使碎石進(jìn)入護(hù)土層），使地基形成硬殼層，從而滿足地基所需要的強(qiáng)度。

3.粉噴樁地基施工技術(shù)和CFG 樁地基施工技術(shù)相結(jié)合。粉噴樁地基施工技術(shù)和CFG 樁地基施工技術(shù)相結(jié)合的主要目的是要運(yùn)用粉噴樁與CFG 樁的固結(jié)能力結(jié)合于地基的泥土來構(gòu)成相滿足的地基，這兩種地基施工技術(shù)的結(jié)合不僅可以充分發(fā)揮CFG 樁的承載力，而且由于CFG 樁的嵌入而極大的增加粉噴樁的約束能力。

四、結(jié)語

綜上所述，城市高層建筑工程建設(shè)中的地基屬于地下隱蔽工程，在城市高層建筑工程建設(shè)過程中，提高地基工程質(zhì)量是保障建筑工程安全的根本，因此必須選擇合適的地基施工技術(shù)與施工處理方案。